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Thèse soutenue

Cathode et réaction cathodique dans les piles à combustibles à oxyde électrolyte solide moyennes températures (S. O. F. C)

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Auteur / Autrice : Armelle Ringuedé
Direction : Jacques Fouletier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électrochimie
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Ce travail a ete consacre a l'etude de la reduction de l'oxygene sur des cobaltites de lanthane dopees au strontium. Ces materiaux sont deposes par pulverisation cathodique sur les deux faces polies d'une pastille de zircone yttriee stabilisee. Cette technique de depot nous a permis de fabriquer des electrodes de faible epaisseur, reproductibles, denses et couvrantes. La caracterisation electrochimique de ces systemes symetriques a ete realisee par spectroscopie d'impedance, sans polarisation continue. Les parametres de cette etude sont : l'epaisseur des electrodes (de 0,35 m a 2m), la temperature et la pression partielle d'oxygene. La resistance de polarisation des electrodes augmente lineairement avec l'epaisseur. La valeur de resistance specifique pour la plus faible epaisseur, extrapolee a 800c, est de 0,27. Cm#2, ce qui montre que ce materiau reste tres prometteur pour une application comme materiau de cathode pour pile a combustible a oxyde electrolyte solide. Quant a la reduction de l'oxygene, la diffusion de l'oxygene dans le volume de l'electrode et l'adsorption non dissociative constituent les processus dominants de cette reaction. Ils different avec la temperature et la pression partielle d'oxygene. Pour des epaisseurs plus elevees (1,6 m et 2m), une degradation des interfaces est mise en evidence. Elle se traduit en terme d'impedance par une augmentation de la resistance de polarisation au cours du temps. Elle est liee au developpement d'un demi-cercle haute frequence et d'un phenomene additionnel a tres basse frequence apres les recuits aux temperatures tres elevees.